Enzyme và ứng dụng enzyme trong chế biến thực phẩm

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

660
lượt xem 134
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng, nhưng so với các chất xúc tác vô cơ thì enzym có tác dụng lớn hơn nhiều. Ví dụ: nếu dùng acid xúc tác cho phản ứng thuỷ phân Saccharose thì năng lượng hoạt hoá (Ea) là 25,6 Kcal/mol, còn nếu dùng enzyme invectase thì Ea là 8 Kcal/mol. • - Enzyme không tham gia vào phản ứng, không thay đổi chiều phản ứng và có tác dụng làm tăng tốc độ của phản ứng. Tốc độ phản ứng invectase xúc tác nhanh gấp 2 x 1012 so với xúc tác...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Enzyme và ứng dụng enzyme trong chế biến thực phẩm

Enzyme và ứng dụng enzyme trong chế biến thực phẩm
Enzyme- chất xúc tác sinh học • - Laøm giaûm naêng löôïng hoaït hoaù cuûa phaûn öùng, nhöng so vôùi caùc chaát xuùc taùc voâ cô thì enzym coù taùc duïng lôùn hôn nhieàu. Ví duï: neáu duøng acid xuùc taùc cho phaûn öùng thuyû phaân Saccharose thì naêng löôïng hoaït hoaù (Ea) laø 25,6 Kcal/mol, coøn neáu duøng enzyme invectase thì Ea laø 8 Kcal/mol. • - Enzyme khoâng tham gia vaøo phaûn öùng, khoâng thay ñoåi chieàu phaûn öùng vaø coù taùc duïng laøm taêng toác ñoä cuûa phaûn öùng. Toác ñoä phaûn öùng invectase xuùc taùc nhanh gaáp 2 x 1012 so vôùi xuùc taùc acid. • - Vôùi moät löôïng nhoû nhöng coù taùc duïng chuyeån hoaù moät löôïng lôùn cô chaát. Ôû enzyme hieäu quaû xuùc taùc cao hôn nhieàu so vôùi chaát xuùc taùc voâ cô. Ví duï: 1g amylase trong 1 giôø coù theå chuyeån hoaù 100 kg tinh boät.
Ứng dụng của enzyme Chế biến thực phẩm • Trong công nghiệp • Trong y dược học • Trong mỹ phẩm • Trong nông nghiệp & Môi trường •
Vai trò của chất xúc tác B Möùc A Ea naêng löôïng F C Chieàu phaûn öùng
Đặc điểm của enzyme • - Enzyme hoaït ñoäng trong cô theå soáng neân xuùc taùc trong ñieàu kieän sinh lyù cuûa cô theå, nhö nhieät ñoä, aùp suaát, pH moâi tröôøng nheï nhaøng. • - Do coù baûn chaát laø protein neân enzyme deã bieán tính döôùi caùc taùc nhaân hoaù lyù nhö nhieät ñoä, hoaù chaát, tia böùc xaï. • - Enzyme coù tính ñaëc hieäu cao, enzyme chæ xuùc taùc cho nhöõng cô chaát nhaát ñònh, nhöõng kieåu phaûn öùng nhaát ñònh.
Cấu tạo của enzyme • - Bản chất enzyme là protein • - Enzyme moät thaønh phaàn: laø enzyme maø trong thaønh phaàn caáu taïo chæ laø protein ñôn giaûn. Ñaây laø caùc enzyme thuoäc nhoùm enzyme thuyû phaân (hydrolase). Tuy nhieân caùc enzyme trong nhoùm naøy thöôøng coù caùc ion kim loaïi nhö Cu2+, Fe2+, Zn2+, … laøm chaát ñoàng yeáu toá (cofacter) • - Enzyme hai thaønh phaàn: laø protein phöùc taïp, phaàn protein ñöôïc goïi laø apoenzyme, thaønh phaàn thöù hai khoâng phaûi laø protein goïi laø nhoùm ngoaïi (prosthetic) hay coenzyme. Coenzyme laø caùc phöùc höõu cô, thoâng thöôøng laø daãn suaát cuûa caùc vitamin. Khi hai thaønh phaàn keát hôïp vôùi nhau thì ñöôïc goïi laø enzyme hoaøn chænh (holoenzyme). • -Thaønh phaàn apoenzyme coù vai troø quyeát ñònh tính ñaëc hieäu cuûa enzyme, laøm taêng hoaït tính xuùc taùc. Coenzyme tröïc tieáp tham gia xuùc taùc vaø taêng ñoä beàn cuûa apoenzyme vôùi caùc taùc nhaân gaây bieán tính.
Vitamin vaø chöùc naêng cuûa vitamin Vitamin Chöùc naêng Thiamine (B1) Tieàn chaát cuûa thiamine pyrophosphate (TPP) laø coenzyme cuûa phaûn öùng decarboxyl hoaù, thieáu B1 gaây ra beänh teâ phuø. Riboflavine (B2) Taïo coenzyme FMN (flavin mononucleotide), FAD (flavin dinucleotide), laø caùc coenzyme vaän chuyeån e- cuûa enzyme oxy hoaù khöû dehydrogenase. Panthothenic acid Tieàn chaát cuûa coenzyme A cuûa caùc enzyme trong trao ñoåi (B 3 ) lipid, carbohydrate. Nicotinic acid (B5) Taïo coenzyme NAD (nicotinamide adenin dinucleotide), NADP laø coenzyme cuûa caùc enzyme oxy hoaù dehydrogenase. Piridoxine (B6) Laø tieàn chaát pyridoxal phosphate, laø coenzyme coù vai troø trong caùc phaûn öùng vaän chuyeån amine vaø dehydrate hoaù trong trao ñoåi axit amin. Biotin Laø tieàn chaát cuûa coenzyme biocyne Folic acid Vaän chuyeån carbon trong trao ñoåi axit amin vaø axit amin
Trung tâm hoạt động của enzyme - Trung taâm hoaït ñoäng laø phaàn cuûa phaân • töû enzyme tröïc tieáp keát hôïp vôùi cô chaát, taïo thaønh vaø chuyeån hoaù phöùc chaát trung gian giöõa enzyme vaø cô chaát. • - Trung taâm hoaït ñoäng bao goàm nhieàu nhoùm chöùc naêng cuûa axit amin, coenzyme, ion kim loaïi, phaân töû nöôùc lieân keát. Caùc nhoùm chöùc naêng cuûa axit amin (functional groups) thöôøng gaëp trong trung taâm hoaït ñoäng laø –SH cuûa • - Nhoùm xuùc taùc: laø nhoùm tröïc tieáp tham Cysteine, -NH2 cuûa lysine, -COOH cuûa gia phaûn öùng keát hôïp vôùi cô chaát bò aspartic acid, glutamic acid, nhoùm –OH chuyeån hoaù vaø coenzyme. cuûa Serine, treonine, voøng imidazol cuûa - Nhoùm tieáp xuùc: Keát hôïp vôùi phaàn cô • histidine, … chaát khoâng bò chuyeån hoaù, coù taùc duïng • - Trong trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzyme coá ñònh cô chaát. thöôøng coù töø 3-7 nhoùm chöùc naêng. Trung - Nhoùm boå trôï: laø nhoùm töông taùc vôùi taâm hoaït ñoäng cuûa enzyme hai thaønh • nhoùm tieáp xuùc vaø xuùc taùc, coá dònh caùc phaàn bao goàm moät soá nhoùm chöùc naêng nhoùm naøy ôû vò trí nhaát ñònh ñeå thöïc cuûa axit amin, nhoùm chöùc naêng cuûa hieän chöùc naêng xuùc taùc. coenzyme vaø moät soá tröôøng hôïp coøn coù caû ion kim loaïi.
Cơ chế xúc tác 1 2 ES* 3 4 • S+E ES EP E+P S (subtrate): cơ chất E: Enzyme; ES: Phức chất enzyme-cơ chất P (product): sản phẩm; EP: Phức chất enzyme- sản phẩm. S*: Cơ chất hoạt hóa
Cơ chế hoạt động của enzyme • - Giai ñoaïn 1: Cô chaát seõ keát hôïp vaøo trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzyme, taïo thaønh phöùc chaát enzyme - cô chaát. • - Giai ñoaïn 2: Khi gaén vaøo trung taâm hoaït ñoäng, cô chaát seõ hình thaønh caùc lieân keát vôùi caùc nhoùm chöùc naêng vaø coenzyme (enzyme hai thaønh phaàn), caùc lieân keát naøy seõ keùo caêng lieân keát caàn chuyeån hoaù cuûa cô chaát, khi ñoù cô chaát trôû thaønh daïng hoaït hoaù (S*). • - Giai ñoaïn 3: Khi trôû thaønh daïng hoaït hoaù, cuøng vôùi söï bieán ñoåi caáu truùc khoâng gian cuûa phaàn apoenzyme laøm ñöùt lieân keát caàn chuyeån hoaù cuûa cô chaát ñeå taïo thaønh saûn phaåm P. Vôùi enzyme hai thaønh phaàn thì thaønh phaàn coenzyme coù vai troø chuû ñaïo trong chuyeån hoaù S* thaønh saûn phaåm P. • - Giai ñoaïn 4: Saûn phaåm P seõ giaûi phoùng khoûi trung taâm hoaït ñoäng cuûa enzyme. Enzyme trôû thaønh traïng thaùi töï do vaø tieáp tuïc gaén vôùi moät cô chaát môùi ñeå chuyeån hoaù.
Cơ chê hoạt động của enzyme
• CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA ENZYME
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme V = k. [E] - V: vận tốc của phản ứng - k: hệ số phụ thuộc - [E]: nồng độ enzyme
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất Vmax . [S] V = -------------- Km + [S] Vmax V: vận tốc phản ứng - Vmax: vận tốc cực đại - Km: hằng số - [S]: nồng độ cơ chất - Km [S]
Ảnh hưởng của pH
Ảnh hưởng của nhiẹt độ
Ảnh hưởng của chất hoạt hóa • Những chất có tác dụng làm tăng vận tốc của phản ứng gọi là chất hoạt hóa. Thông thường là các ion kim loại nằm trong trung tâm hoạt động của enzyme. - Cl-: enzyme Amylase - Zn2+: Peptidase - Mg2+: ADN polymease
Ảnh hưởng của chất kìm hãm • Kìm hãm không đặc hiệu • Kìm hãm đặc hiệu - Kìm hãm cạnh tranh - Kìm hãm không cạnh tranh
+ Ức chế cạnh tranh HOOC – CH2 – CH2 – COOH HOOC – CH2 – COOH Succinic acid 3.11. Ảnh hưởng của chất kìm hãm Malonic acid. Hình E + I EI I (inhibitors): chất ức chế + Ức chế không cạnh tranh E + I EI EIS ( không hoạt động) EI + S
Phân loại enzyme Oxidoreductase (enzyme oxy hoá khử) 1. Transferase (enzyme vận chuyển) 2. Hydrolase (enzyme thủy phân) 3. Lyase (enzyme phân cắt) 4. Isomease (enzyme đồng phân hóa) 5. Synthease (enzyme tổng hợp) 6.